中國量子通信商業化時代到來
5月3日,世界首台超越早期經典電腦的光量子電腦在中國誕生。
新華社記者 金立旺攝
“墨子號”與阿裡量子隱形傳態實驗平臺建立天地鏈路。
新華社記者 金立旺攝
登上美國《科學》雜誌封面的“墨子號”。
新華社記者 金立旺攝
在中國科大量子存儲實驗室內,潘建偉在瞭解科研情況。
張大崗攝(新華社發)
30歲成為中國科學技術大學最年輕的教授,兩年後又獲得歐洲物理學會為量子光學領域青年科學家設立的最高榮譽——菲涅爾獎。
近日,中國量子通信商業化迎來一個節點意義的事件:國內首個商用量子通信專網——山東濟南黨政機關量子通信專網完成測試,保密性、安全性、成碼率的測試均達到設計目標,整套網路預計今年8月底正式投入使用。
1“量子通信走進千家萬戶”
7月上旬,中國科學院院士潘建偉帶領團隊在超冷分子和超冷化學量子類比研究領域取得重要進展,又解決了一個“世界難題”,再次讓世界矚目。
而在21年前,在奧地利維也納大學讀書時,導師問:“你的夢想是什麼?”26歲的潘建偉回答說:“我要在中國建一個世界一流的量子物理實驗室。”21年間,他不僅在中國建成了世界級的量子物理實驗室,更主持建設了世界上第一條量子保密通信幹線——“京滬幹線”。
“京滬幹線”使用了世界最前沿量子加密技術。這一量子保密通信幹線從北京出發,途經濟南、合肥,到達上海,全長2000多公里,是廣域光纖量子通信網路。
擔任“京滬幹線”專案工程總師的正是潘建偉的學生陳宇翱。陳宇翱介紹說,“京滬幹線”在2016年就已全線貫通,目前正在做一些穩定性測試,已經有多家銀行參與測試。“京滬幹線”不僅承載了關鍵技術的研究部分,未來還將作為一個實用化的通信網路系統,為沿線城市間的政府及國家安全部門、金融機構提供高速、高安全等級的資訊傳輸保障。
“京滬幹線”何時開通?目前官方並未公佈具體日期。但陳宇翱認為,“‘京滬幹線’的開通將會是量子時代到來的一個標誌性節點,是量子通信技術走進千家萬戶的第一座里程碑。”
據瞭解,近日完成測試的濟南商用量子通信專網,最快可能於年底接入“京滬幹線”之中。濟南黨政機關量子通信專網自今年5月開始測試以來,完成了50多個專案的測試。目前,濟南城區8個主要位置已被量子通信專網覆蓋,區域內所有使用者之間的通信實現了每秒產生4000多個金鑰的資料加密保護。
除了濟南專網外,目前,“京滬幹線”的拓展工程正在進行中。從武漢到合肥的“武合幹線”融入了更新的技術成果,預計於年底建成；安徽宿州等京滬幹線周邊城市也開始建設量子通信網路。
“其實,中國不只是建設‘京滬幹線’這一條線,而是‘多橫多縱’、全面佈局。”陳宇翱說,今後還會通過衛星連接境外,組建一個“天地一體化”的全球性廣域量子通信網路。
2“不用擔心資訊洩露了”
“現在完全不用擔心資訊洩露了。”濟南市科技局的一位工作人員說,“我們在對一些機密資訊進行傳輸時,已經使用了量子通信技術。”目前,一些銀行系統在客戶的征信資訊、個人使用者資訊的傳輸上也會借助量子通信技術。
量子通信真的能確保“天知地知、你知我知”嗎?與今天使用的光纖網路不同,量子通信是一種無條件安全的通信方式。光纖網路有幾億個光子、幾億個電子,人們總是可以把它分出一點點來竊聽它的狀態。而量子是一個最小的單位,無法對其進行分割,若是用單個光子來做資訊傳輸,那麼就沒有人可以從中分出一點去竊聽。而且,量子也不可以被複製,因為任何觀測、複製都會不可避免地影響到物理狀態。正是這樣一些基本的量子物理原理,確保了量子通信中的資訊安全。
與很多科技發展一樣,量子通信的發展也離不開市場的牽引。除了濟南量子通信專網實現商用外,中國銀監會、中國工商銀行、中國交通銀行、北京農商銀行、阿裡雲等已經通過2016年底貫通的“京滬幹線”進行了實際業務的安全傳輸應用驗證。另外,正在建設尚未落成的安徽省政務網路、武漢都會區網路、武合幹線等建成後也是定位在商用網路。
科大國盾量子技術股份有限公司總裁趙勇向本報表示,“目前中國的量子通信處於從技術驗證和應用示範到商用化的過渡期。與其他國家相比,中國的量子通信商用化有技術成熟度高,使用者多樣化、規模化的特點。”
在接受本報採訪時,阿裡巴巴集團首席通信科學家謝崇進表示,目前量子通信商業化主要集中在金融領域,因為金融行業對資料的安全性要求是非常高的。今年3月網商銀行已經通過阿裡雲使用到了雲上量子通信加密服務。
趙勇認為,量子通信的商業化,一方面代表著中國在革命性高新技術的研發和轉化上取得了突破性的進展；另一方面也為中國構建新型的資訊安全體系、實現國家安全戰略提供了得力的工具和有力的支撐。
謝崇進表示,量子通信的商業化前景廣闊,但也有需要克服的難題。比如標準化問題,包括量子通信設備安全測試、認證的標準化。安全性由誰去認證?用什麼來認證?如何進行測試?此外還要解決提高部署速度、降低應用成本等問題。
3“中國已發展為世界勁旅”
在量子技術方面,一場全球性的賽跑正在進行。
美國率先起跑,最先將量子技術列入國家戰略、國防戰略、國防和安全研發計畫。相比其他國家,美國在量子技術方面比較注重量子電腦的硬體,上世紀末就由加州理工大學、麻省理工學院和南加州大學聯合成立了量子資訊與計算研究所。
歐洲與日本也不甘落後。歐洲較早意識到量子資訊處理和量子通信技術的巨大潛力,從上世紀90年代歐盟第五研發框架計畫開始,就持續對歐洲乃至全球的量子通信研究給予重點支持。而日本每年投入2億美元,規劃在5到10年內建成全國性的高速量子通信網。為在新一輪量子革命中處於技術制高點,歐盟委員會於2016年發佈了《量子宣言》,稱將在2018年啟動一項10億歐元的量子技術旗艦計畫。日本也提出了以新一代量子通信技術為物件的長期研究戰略,並計畫在2020—2030年建成絕對安全保密的高速量子通信網。
國際上普遍認為,量子技術是下一次技術革命的驅動力。中國在量子通信技術與量子通信產業化領域目前處於全面領先的地位。英國《自然》雜誌撰文稱,“中國在量子通信領域已發展為世界勁旅,領先北美、歐洲和日本。”
2016年8月16日,中國成功發射了世界首顆量子科學實驗衛星“墨子號”,率先在國際上實現高速星地量子通信。“墨子號”的發射,使得中國率先實現了“千公里級”的星地雙向量子糾纏分發,打破了此前國際上保持多年的“百公里級”紀錄。這也為連接地面光纖量子通信網路、構建一個天地一體化的量子保密通信與科學實驗體系打下基礎。
2017年6月,科技部聯合教育部、中國科學院、國家自然科學基金共同制定了《“十三五”國家基礎研究專項規劃》,著眼于更長遠的國家重大戰略需求,提出在“十三五”期間,將量子通信與量子電腦列入重大科技專案。“中國政府對量子資訊的發展支援力度非常大。”謝崇進說。
“沒有資訊安全,就沒有國家安全。”潘建偉表示,在資訊安全的傳統領域,中國一直落後,長期受制於人,而目前在最尖端、最前沿的量子科學領域,中國終於擺脫了跟跑者的形象,成為領跑者。從“墨子號”衛星的發射,到“京滬幹線”的貫通,中國一路領先。“歐盟、美國也開始佈置和我們相近的相關專項。我們能不能保持這樣領先的優勢,就看今後我們自己是否努力。”談到中國量子通信的未來,潘建偉如是說。
“京滬幹線”何時開通?目前官方並未公佈具體日期。但陳宇翱認為,“‘京滬幹線’的開通將會是量子時代到來的一個標誌性節點,是量子通信技術走進千家萬戶的第一座里程碑。”
據瞭解,近日完成測試的濟南商用量子通信專網,最快可能於年底接入“京滬幹線”之中。濟南黨政機關量子通信專網自今年5月開始測試以來,完成了50多個專案的測試。目前,濟南城區8個主要位置已被量子通信專網覆蓋,區域內所有使用者之間的通信實現了每秒產生4000多個金鑰的資料加密保護。
除了濟南專網外,目前,“京滬幹線”的拓展工程正在進行中。從武漢到合肥的“武合幹線”融入了更新的技術成果,預計於年底建成；安徽宿州等京滬幹線周邊城市也開始建設量子通信網路。
“其實,中國不只是建設‘京滬幹線’這一條線,而是‘多橫多縱’、全面佈局。”陳宇翱說,今後還會通過衛星連接境外,組建一個“天地一體化”的全球性廣域量子通信網路。
2“不用擔心資訊洩露了”
“現在完全不用擔心資訊洩露了。”濟南市科技局的一位工作人員說,“我們在對一些機密資訊進行傳輸時,已經使用了量子通信技術。”目前,一些銀行系統在客戶的征信資訊、個人使用者資訊的傳輸上也會借助量子通信技術。
量子通信真的能確保“天知地知、你知我知”嗎?與今天使用的光纖網路不同,量子通信是一種無條件安全的通信方式。光纖網路有幾億個光子、幾億個電子,人們總是可以把它分出一點點來竊聽它的狀態。而量子是一個最小的單位,無法對其進行分割,若是用單個光子來做資訊傳輸,那麼就沒有人可以從中分出一點去竊聽。而且,量子也不可以被複製,因為任何觀測、複製都會不可避免地影響到物理狀態。正是這樣一些基本的量子物理原理,確保了量子通信中的資訊安全。
與很多科技發展一樣,量子通信的發展也離不開市場的牽引。除了濟南量子通信專網實現商用外,中國銀監會、中國工商銀行、中國交通銀行、北京農商銀行、阿裡雲等已經通過2016年底貫通的“京滬幹線”進行了實際業務的安全傳輸應用驗證。另外,正在建設尚未落成的安徽省政務網路、武漢都會區網路、武合幹線等建成後也是定位在商用網路。
科大國盾量子技術股份有限公司總裁趙勇向本報表示,“目前中國的量子通信處於從技術驗證和應用示範到商用化的過渡期。與其他國家相比,中國的量子通信商用化有技術成熟度高,使用者多樣化、規模化的特點。”
在接受本報採訪時,阿裡巴巴集團首席通信科學家謝崇進表示,目前量子通信商業化主要集中在金融領域,因為金融行業對資料的安全性要求是非常高的。今年3月網商銀行已經通過阿裡雲使用到了雲上量子通信加密服務。
趙勇認為,量子通信的商業化,一方面代表著中國在革命性高新技術的研發和轉化上取得了突破性的進展；另一方面也為中國構建新型的資訊安全體系、實現國家安全戰略提供了得力的工具和有力的支撐。
謝崇進表示,量子通信的商業化前景廣闊,但也有需要克服的難題。比如標準化問題,包括量子通信設備安全測試、認證的標準化。安全性由誰去認證?用什麼來認證?如何進行測試?此外還要解決提高部署速度、降低應用成本等問題。
3“中國已發展為世界勁旅”
在量子技術方面,一場全球性的賽跑正在進行。
美國率先起跑,最先將量子技術列入國家戰略、國防戰略、國防和安全研發計畫。相比其他國家,美國在量子技術方面比較注重量子電腦的硬體,上世紀末就由加州理工大學、麻省理工學院和南加州大學聯合成立了量子資訊與計算研究所。
歐洲與日本也不甘落後。歐洲較早意識到量子資訊處理和量子通信技術的巨大潛力,從上世紀90年代歐盟第五研發框架計畫開始,就持續對歐洲乃至全球的量子通信研究給予重點支持。而日本每年投入2億美元,規劃在5到10年內建成全國性的高速量子通信網。為在新一輪量子革命中處於技術制高點,歐盟委員會於2016年發佈了《量子宣言》,稱將在2018年啟動一項10億歐元的量子技術旗艦計畫。日本也提出了以新一代量子通信技術為物件的長期研究戰略,並計畫在2020—2030年建成絕對安全保密的高速量子通信網。
國際上普遍認為,量子技術是下一次技術革命的驅動力。中國在量子通信技術與量子通信產業化領域目前處於全面領先的地位。英國《自然》雜誌撰文稱,“中國在量子通信領域已發展為世界勁旅,領先北美、歐洲和日本。”
2016年8月16日,中國成功發射了世界首顆量子科學實驗衛星“墨子號”,率先在國際上實現高速星地量子通信。“墨子號”的發射,使得中國率先實現了“千公里級”的星地雙向量子糾纏分發,打破了此前國際上保持多年的“百公里級”紀錄。這也為連接地面光纖量子通信網路、構建一個天地一體化的量子保密通信與科學實驗體系打下基礎。
2017年6月,科技部聯合教育部、中國科學院、國家自然科學基金共同制定了《“十三五”國家基礎研究專項規劃》,著眼于更長遠的國家重大戰略需求,提出在“十三五”期間,將量子通信與量子電腦列入重大科技專案。“中國政府對量子資訊的發展支援力度非常大。”謝崇進說。
“沒有資訊安全,就沒有國家安全。”潘建偉表示,在資訊安全的傳統領域,中國一直落後,長期受制於人,而目前在最尖端、最前沿的量子科學領域,中國終於擺脫了跟跑者的形象,成為領跑者。從“墨子號”衛星的發射,到“京滬幹線”的貫通,中國一路領先。“歐盟、美國也開始佈置和我們相近的相關專項。我們能不能保持這樣領先的優勢,就看今後我們自己是否努力。”談到中國量子通信的未來,潘建偉如是說。